Die Fähigkeit, über Sprache miteinander zu kommunizieren, hat die Forschung schon immer beschäftigt. Wissenschaftler aller Epochen, von der Antike bis zur Neuzeit, versuchten zu erforschen, was genau es dem Menschen ermöglicht, Sprache zu produzieren und zu verstehen. Der im Titel verwendete Begriff der Sprachverarbeitung, bezeichnet sowohl den perzeptiven als auch den produktiven Aspekt dieser Prozessketten. Gerade in der Perzeption von Sprache beginnt der eigentliche Vorgang schon vor der Interpretation in den kortikalen Strukturen im Gehirn. Neben der historischen Entwicklung der Sprachforschung drängt sich die Frage auf, welche weiteren Gebiete innerhalb des Prozesses involviert sind und welchen Teil der auditorische Kortex in der Prozesskette einnimmt. Den Hörnerv, als Bindeglied zwischen dem Gehirn und dem Gehörapparat gilt es zu erwähnen, als auch die sogenannten Kernstrukturen, die als Verteilerstationen für den Schall fungieren. Strukturen für Schallortung und Schalllokalisation, sowie komplexere Verarbeitungsschritte wie die Mustererkennung, sind alles Stufen und Gebiete, die vor der eigentlichen Spracherkennung im auditorischen Kortex durchlaufen werden. Der auditorische Kortex selbst, ist für die Erkennung und somit der Bedeutungszuweisung zuständig. Besonders der sekundäre auditorische Kortex, welcher zu typischen Symptomen der Wernicke-Aphasie führt, verbindet die Äußerungen mit der Bedeutung. Auch das Dual-Stream Modell, ein Sprachmodell aus dem Jahre 2007, welches einen Teil dieser Arbeit bildet, weist dem auditorischen Kortex eine Rolle in der Verarbeitung von phonologischen und semantischen Prozessen zu. Das vorliegende Buch versucht die Funktion des auditorischen Kortex innerhalb des menschlichen Sprachprozesses zu beschreiben. Dabei wird der Weg des Schalls von dessen Ursprung bis zu den verarbeitenden Arealen des Gehirns nachgezeichnet. Verarbeitungsschritte innerhalb des Hörorgans werden ebenso erklärt, wie die Anatomie und die Funktionsweise. Neben der Lokalisierung der auditorischen Gebiete, wird vor allem auf die Funktionsweise dieser eingegangen. Seit der Entdeckung der Zugehörigkeit dieser Areale zum Sprachverarbeitungsprozess durch Carl Wernicke, welcher die auditorischen Gebiete in der sprachdominanten Hemisphäre beschrieb, wurde jenen eine Rolle in der Spracherkennung zugesprochen. Durch Auswertung der durch Schädigung dieser Gebiete entstehenden Sprachstörungen, welche als sensorische Aphasie oder Wernicke-Aphasie bezeichnet werden, soll die Stellung dieser Areale untersucht werden. Des Weiteren wird in anschließenden Kapiteln die Funktion dieser Gebiete in aktuellen Sprachmodellen dargestellt und mit den bisherigen Meinungen, vor allem den Erkenntnissen der Wernicke Aphasie, verglichen. Abschließend werden die Reaktionen des auditorischen Kortex auf unterschiedliche Sprachstimuli dargestellt. Als Grundlage dient hier die Studie von Houde et al. aus dem Jahre 2002, welche die Reaktionen der auditorischen Areale auf Sprachfeedback untersuchten.

Textprobe: Kapitel 2.3, Der Hörprozess: Nachdem der Schall die Ohrmuschel und den Gehörgang passiert hat, wird er über das Trommelfell und die Gehörknöchelchen weitergeleitet an die mit Lymphflüssigkeit gefüllten Gebiete. Im letzten Schritt wird das mechanische Signal in elektrische Impulse umgewandelt und über den VIII. Hirnnerv zum primären auditorischen Kortex im Gehirn weitergeleitet. Diese Prozesskette läuft in drei verschiedenen Arealen ab: Außenohr, Mittelohr und Innenohr. 2.3.1, Das Außenohr: Das Außenohr besteht aus der Ohrmuschel, dem äußeren Gehörgang und dem Trommelfell. Die Ohrmuschel hat die Funktion eines Trichters. Sie fängt den Schall auf und leitet ihn über den 4 bis 5 Zentimeter langen äußeren Gehörgang an das Trommelfell weiter. Das Trommelfell besteht aus einer etwa 0.1 mm dicken Membran sie verschließt den äußeren Gehörgang gegen die Paukenhöhle und bildet die Grenze zum Mittelohr. 2.3.2, Das Mittelohr: Das Mittelohr besteht aus der sogenannten Paukenhöhle, die der Weiterleitung und Verstärkung des Schalls dient. Die luftgefüllte Paukenhöhle beinhaltet die Gehörknöchelchen, die sind ein Verbund aus drei gelenkig miteinander verbundenen Teilen, dem Hammer, dem Amboss und dem Steigbügel. Der Hammer, welcher direkt am Trommelfell angewachsen ist, nimmt die Trommelfellschwingung auf und leitet diese, mit Hilfe von Amboss und Steigbügel über eine kleine Öffnung, dem ovalen Fenster, an eine lymphähnliche Flüssigkeit im Innenohr weiter, die sogenannte Perilymphe. Die Weiterleitung des Schalls an die Perilymphe kann über die Luft oder über die Knochen erfolgen. Da die Perilymphe des Innenohrs einen höheren Widerstand (Impendanz) als die Luft besitzt, muss eine Impendanzanpassung erreicht werden. Diese erfolgt über 10 Grundlagen des Hörens eine Schalldruckverstäkung, welche durch das Zusammenspiel aus Trommelfell und den Gehörknöchelchen erreicht wird. Zwei Werte sind für die Berechnung der Schalldruckverstärkung maßgeblich: Das Größenverhältnis zwischen Trommelfell und ovalem Fenster (17:1) sowie die Hebelwirkung der Gehörknöchelchen (Faktor 1,3). Das Produkt aus dem Größenverhätnis und dem Faktor der Hebelwirkung ergibt einen Verstäkungsfaktor von 22,1 was eine Steigerung des Trommelfelldrucks um das zweiundzwanzigfache bedeutet. Anders als die Luftleitung bedient sich die Knochenleitung der Schwingungen des Schädelknochens. Diese Art der Weiterleitung ist sehr verlustbehaftet, da viel Schallenergie bei der Anregung des Schädelknochens verloren geht. Aufgrund dieser Tatsache sind die Töne bei der Knochenleitung signifikant leiser als bei der Luftleitung. Deshalb spielt die Knochenleitung bei der Sprachwahrnehmung auch nur eine untergeordnete Rolle. 2.3.3, Das Innenohr: 2.3.3.1, Aufbau des Innenohrs: Nachdem der Schall im Außenohr aufgefangen und im Mittelohr verstärkt wurde, erreicht er das Innenohr. Das Innenohr beinhaltet mit dem Vestibularapparat für den Gleichgewichtssinn und der Kochlea gleich zwei für den Menschen wichtige Sinnesorgane. Die Kochlea, eine schneckenförmige Struktur, enthält drei Kanäle, die Vorhoftreppe (Scala vestibuli), die Paukentreppe (Scala tympani) und den Schneckengang (Scala media). Die Kanäle, allesamt mit lymphähnlicher Flüssigkeit gefüllt, werden durch Membranen begrenzt. Die Reissner-Membran trennt den Schneckengang von der Vorhoftreppe. Die Basilarmbran, in der das für die Signalverarbeitung wichtige Corti-Organ (vgl. Abbildung 2.3) liegt, begrenzt den Schneckengang bis hin zum spitzen Ende der Kochlea, dem Helikotrema, an dem der Schneckengang in die Pauketreppe übergeht. Die lymphähnlichen Flüssigkeiten in den Kanälen unterscheiden sich. Die den Schneckengang umgebenende Vorhof- und Paukentreppe sind mit Perilymphe gefüllt. Diese Flüssigkeit ist Na+-reich und K+-arm. Der Schneckengang selbst ist hingegen mit der K+-reichen Endolymphe gefüllt welche von den Zellen an der Wand des Schneckengangkanals gebildet wird. Zusätzlich zu den mit Flüssigkeit gefüllten Kanülen, gehüren die Sinneszellen, im Weiteren Haarzellen genannt, zu den auditorisch relevanten Strukturen des Innenohres. Diese Zellen, die in innere und äußere Haarzellen unterschieden werden, gehören zu den sekundären Rezeptorzellen, da sie einen Reiz aufnehmen, jedoch, augrund des Fehlens von Dendriten, diesen nicht auf direktem Wege abgeben können. Der Reiz wird viel mehr über eine nachgeschaltete Nervenzelle weitergeleitet, deren Dendriten mit der Synapse der Rezeptorzelle verbunden sind. Zusätzlich zu den mit Flüssigkeit gefüllten Kanülen, gehören die Sinneszellen, im Weiteren Haarzellen genannt, zu den auditorisch relevanten Strukturen des Innenohres. Diese Zellen, die in innere und äußere Haarzellen unterschieden werden, gehören zu den sekundären Rezeptorzellen, da sie einen Reiz aufnehmen, jedoch, aufgrund des Fehlens von Dendriten, diesen nicht auf direktem Wege abgeben künnen. Der Reiz wird vielmehr über eine nachgeschaltete Nervenzelle weitergeleitet, deren Dendriten mit der Synapse der Rezeptorzelle verbunden sind. Die Haarzellen sind reihenweise angeordnet und zwar in den äußeren Zellen dreireihig und in den inneren einreihig. Überdeckt werden die Haarzellen mit einer Membran, der Tektorialmembran. Diese hat eine direkte Verbindung zu den Zilien, den Zellfortsätzen der inneren Haarzellen. Die Zilien unterscheiden sich in ihrer Größe, wonach kürzere Zilien über Proteinfäden (Tip Links) an längere Fortsätze angebunden sind, was sich bei einer Auslenkung der Zillien in einer Verstärkung oder Abschwächung der Zugwirkung auf die Proteinfäden auswirkt.

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Timo Schweizer wurde 1981 in Nürtingen geboren. Nach dem Erhalt der allgemeinen Hochschulreife, entschied sich der Autor, für das Studium der Computerlinguistik mit dem Nebenfach Anglistik an der Universität Stuttgart, welches er mit dem akademischen Grad 'Diplom-Linguist' im Jahre 2011 erfolgreich abschloss. Bereits während des Studiums sammelte der Autor Erfahrungen in der Analyse prosodischer Phänomene. Fasziniert von neuronalen Prozessen im Allgemeinen und der Wechselwirkung von Sprache und Gehirn im Speziellen, entwickelte der Autor ein besonderes Interesse an der Thematik des vorliegenden Buches.